Esri探索“无人机+地理信息”应用新模式

发布日期：2019-05-06 来源：互联网我要投稿我要评论

近年来，随着轻型复合材料的广泛应用，卫星定位系统的成熟，电子与无线电控制技术的改进，尤其是多旋翼无人机结构的出现，全球无人机行业进入快速发展阶段。去年年底据IDC预测称，2019年全球无人机市场规模将达123亿美元。

最初，无人机主要应用于军事。但近年来，无人机产业逐渐从军用领域延伸到了民用领域，并且民用无人机市场呈现出迅猛增长的态势。而就其应用层面来说，当前我国诸多领域已显现出“无人机+行业应用”的蓬勃发展势头，在农林植保、电力巡检、测绘、安防、物流等领域都能看到无人机活跃的身影。

然而，知名地理信息系统（GIS）技术与服务提供商Esri中国无人机解决方案专家白旭阳认为，在无人机应用遍地开花的热闹景象背后，存在着应用模式不够多样化和灵活化，脱离行业需求，可操作性不强等现实问题。

白旭阳认为，就地理信息行业来说，其实“无人机+地理信息”远不等于航测。“无人机+地理信息”应以GIS行业应用为出发点，无人机的作用不局限于航测，而是作为信息采集平台。无人机航测强调的是成果精度，而面向GIS的无人机应用强调的是合理的成本、灵活的采集方法、恰当的空间精度、贴近行业工作流及良好的可操作性。具体特点在于充分考虑实施的可落地性；成果精度在可接受范围内即可，不应为了追求所谓高精度过多增加作业难度和成本；无人机选最适合业务需要的，而非最逼近预算的；重视业务工作流中无人机、飞控软件、GIS平台的良好集成，为信息采集、提取及使用提供快速而实用的解决方案。据了解，即将于5月21-22日召开的“2019年Esri空间信息技术开发者大会”上，将有无人机应用模式的专题探讨。

白旭阳首先以利用无人机可见光波段提取植被应用方案为例，该方案强调用变通的VDVI算法，依靠无人机可见光低成本获取绿色植被的大致分布，优势是无需依赖近红外波段，成本低，可实时性强，结果比较准确。

植被分布信息常用于植被变化、生态环境研究、水土保持、气候变化等领域，具有非常重要的参考价值。以往业内人士往往会使用NDVI算法从多波段的卫星影像中提取植被分布信息。近年来轻小型无人机迅速普及，但其使用的摄像头无法获取NDVI算法所需的近红外波段，因此可以使用借鉴了NDVI算法的VDVI算法，通过可见光波段提取绿色植被分布。VDVI算法在软件中的实现至关重要，该算法仅依赖RGB三个可见光波段。

解决这个问题可以分为两个步骤：生产正射影像成果和使用VDVI算法提取绿色植被分布。首先，通过使用Esri桌面应用程序ArcGIS Pro中提供的OrthoMapping影像工作空间向导，可以实现正射影像生产工作。OrthoMapping支持无人机、卫星、数码航片和扫描航片四种类型的影像。它内置了多种相机参数，包括佳能、卡西欧、大疆等诸多主流品牌。设置完成后开始执行正射影像拼接，经过若干分钟即可得到正射影像成果。

第二步操作中，ArcGIS提供了13类共134种栅格函数，并支持自定义的影像计算流程。通过自定义的影像计算流程，可以在几秒内计算出某区域的绿色植被分布。使用同样的方法，从5个月前的正射影像中提取出绿色植被分布，成果设置为红色。接着可以在本地对比这5个月的植被覆盖变化，也可以将成果发布到ArcGIS Enterprise中。通过滤镜功能不难发现，这5个月内，1号区域由于没有再种植农作物而闲置，2号区域由于施工需要，由农田变为建筑用地。

白旭阳继续以应急快速成图为例，通过无人机+OrthoMaker，可以在应急场景中快速生成无人机相关影像成果，并可一键转发。他指出，在应急应用场景中，需要迅速掌握特定区域的相关情况。这时只需要飞手运用无人机在高空快速获取该区域的数张影像，然后通过使用ArcGIS OrthoMaker的新建工程，将这些原始的无人机影像拖动到浏览器端，即可完成OrthoMaker的影像上传设置。然后输入一定的相机参数，点击下一步，影像就能自动上传到服务器端。影像一旦上传完毕，后续所有工作都可在OrthoMaker的服务器端完成，整个计算过程无需客户端的等待和继续联网。OrthoMaker可以生成影像集合、DSM、DTM以及镶嵌正射影像四种成果。一般情况下，只需几分钟就能生成相关影像成果并以服务的形式对外共享。在这些成果基础上，可以进行后续操作，如通过卷帘形式快速查看现在与历史影像之间的区别，量算面积和距离、坐标，甚至量取特定区域的挖填方信息等。